하천의 자정 작용(self-purification) 과정에서 오염 지점 하류로 갈수록 나타나는 수질 변화를 순서대로 바르게 나열한 것은?

오염 물질 유입 후 하천 자정 작용은 BOD 증가(유기물 분해 개시) → 호기성 미생물 활동으로 DO 감소 → 산소 부족점(oxygen sag point, DO 최저) 도달 → 유기물 감소·재폭기로 DO 점차 회복의 순서로 진행된다. 이를 Streeter-Phelps 곡선(oxygen sag curve)으로 표현한다.

핵심 해설 이 문제는 하천의 자정 작용(Self-purification)에서 오염원 하류로 갈수록 나타나는 용존산소(DO)와 생물화학적 산소요구량(BOD)의 변화 패턴을 정확히 이해하고 있는지 평가하는 문제예요. 핵심 모델은 Streeter-Phelps 산소 부족 곡선(Oxygen Sag Curve)입니다. 정답 근거 (Answer Rationale) 핵심! ⑤번이 정답입니다. 오염 물질(주로 유기물)이 하천에 유입되면, 다음과 같은 순서로 자정 작용이 진행됩니다. 1. 분해대 (Degradation Zone): 유기물 유입으로 BOD가 급격히 증가합니다. 미생물(세균)이 유기물을 분해하기 시작하면서 산소를 소모하므로 DO는 감소하기 시작합니다. 2. 활성분해대 (Active Decomposition Zone): 미생물 활동이 가장 활발해집니다. 이 시점에서 산소 부족점(Oxygen Sag Point)에 도달하며 DO가 최저치로 떨어집니다. 3. 회복대 (Recovery Zone): 유기물이 충분히 분해되어 BOD가 감소하고, 대기 중 재폭기(Reaeration)와 조류의 광합성으로 DO가 점차 회복됩니다. 4. 청수대 (Clean Water Zone): 수질이 오염 전 상태로 돌아옵니다. 오답 분석 (Distractor Analysis) ① 혼동 주의! “DO 최저점 도달 → BOD 증가”는 시간 순서가 반대입니다. BOD가 먼저 증가한 후, 미생물이 산소를 소모하면서 DO가 감소하여 최저점에 도달합니다. ② 세균수는 오염 직후 증가했다가 감소하는 패턴을 보이며, “세균수 감소 → BOD 최저점 도달”이라는 순서는 자정 작용 초기와 맞지 않습니다. ③ “BOD 감소 → DO 증가”는 회복대 이후의 현상이지 초기 순서가 아닙니다. 자정 작용의 시작은 BOD 증가와 DO 감소입니다. ④ “DO 증가 → BOD 증가”는 완전히 반대 순서입니다. 오염 초기에는 유기물 분해로 인해 DO가 증가하지 않고 오히려 감소합니다. 개념 정리: Streeter-Phelps 모델은 하천의 자정 작용을 수학적으로 설명합니다. 탈산소 계수(K₁, Deoxygenation Rate)와 재폭기 계수(K₂, Reaeration Rate)의 상대적 크기에 따라 산소 부족 곡선의 형태가 결정됩니다. K₁이 크면 DO 감소가 빠르고, K₂가 크면 DO 회복이 빠릅니다. 한눈에 비교!

구간	BOD	DO	세균수
분해대	증가	감소	증가
활성분해대	최고 → 감소	최저점(산소 부족점)	최고
회복대	감소	회복	감소
청수대	정상	정상	정상

암기 팁: “오염 물질 들어오면 B가 먼저 올라가고( BOD 증가), O가 떨어진다( DO 감소)”고 기억하세요. 그리고 가장 낮은 지점이 산소 부족점(DO 최저)입니다. 핵심! “BOD → DO ↓ → DO 최저 → DO 회복” 순서를 꼭 암기하세요. 국시 빈출 포인트: “산소 부족점(DO 최저점)이 나타나는 구간은?” 또는 “Streeter-Phelps 곡선의 X축과 Y축이 의미하는 것은?”과 같이 변형되어 출제될 수 있습니다. 또한, 하천의 유속이 느릴수록 DO 회복이 지연된다는 점도 함께 알아두세요.

약국/임상 실무 가이드 임상 시나리오 (Clinical Scenario) 환경 보건이나 공중보건 분야에서 약사는 하천의 수질 오염과 자정 작용에 대한 지식을 바탕으로, 수인성 감염병(예: 장티푸스, 콜레라) 발생 위험을 평가하고 예방 약물(예: 경구용 백신, 항생제)의 사용을 권고할 수 있습니다. 예를 들어, 홍수로 인해 하천에 오염 물질이 대량 유입된 후, 지역 주민들에게 수인성 질환 예방을 위한 손 씻기와 안전한 식수 섭취의 중요성을 교육하고, 필요한 경우 예방적 항생제 투약을 고려할 수 있습니다. 복약지도 및 중재 전략 (Counseling & Intervention) 핵심! 하천 자정 작용이 제대로 일어나지 않으면, BOD와 DO 수치가 불균형해져 수질 악화가 지속됩니다. 이는 상수원 오염으로 이어져 약사가 관리해야 할 수인성 질환 치료제(예: 경구 수액, 항생제, 구토약)의 수요가 증가할 수 있음을 의미합니다. 약사는 지역 보건소와 협력하여 오염 발생 시 필요한 의약품 목록을 사전에 준비하고, 대중에게 올바른 복약 정보를 제공해야 합니다. 환자 안전 및 주의사항 (Precautions) 선배 약사의 한마디 “약사는 단순히 약을 조제하는 것을 넘어 지역 사회의 건강을 지키는 보건 전문가예요! 하천의 자정 작용을 이해하는 것은 환경 오염이 우리 건강에 어떤 영향을 미치는지, 그리고 우리가 어떤 약물로 대비해야 하는지를 알게 해주는 기초 지식입니다. 수질 오염으로 인한 집단 설사병 발생 시, 적절한 경구 수액과 항생제를 신속하게 공급할 수 있도록 평소에 준비하세요. ‘환경과 건강은 연결되어 있다’는 점을 항상 기억해요!”